CN116579584A - 基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法。本发明包括当城市市政管道能够满足当前降雨事件的径流转输需求时，仅对汇水区中的灰色设施进行调控；当预测或实际降雨量使汇水区溢水进入管控汇水区时，增加对可行泄城市道路的调控；当预测或实际降雨量使汇水区内产生水量大于上述总和时，增加对绿色设施的调控；当预测或实际降雨量使汇水区内产生水量大于汇水区中的灰色设施转输、城市道路行泄水量和绿色设施存蓄量总和时，增加对排涝泵站强排的调控；当汇水区内灰色设施、可行泄城市道路、绿色设施和排涝泵站强排均被调控时，增加对下游水位的监控。本发明通过灰色、绿色和蓝色设施的联动实现城市超量径流的安全管控。
Description
技术领域
本发明涉及城市内涝防治技术领域，尤其是指基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法。
背景技术
近年来，我国城市内涝灾害频繁，给城市居民的生命财产安全和城市正常运行带来了严重的影响。目前，我国城市内涝防治主要依赖于气象及超标降水的预测预警，但这种方式并不能有效地应对超量径流造成的内涝风险，也没有形成完善的超量径流应对体系。同时，我国城市建成区道路、绿地、调蓄及排水设施建设整体完善，但面对超量径流需要制定安全高效的排水管控模式。目前，尚未系统开展蓄排单元能力评估及道路行泄安全防控技术研究，缺乏科学的超量径流管理方法和技术支撑。
发明内容
为解决不同系统出现蓄排水能力不足的问题，本发明提供一种基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，能够对城市排水设施根据种类和功能划分为不同的系统，多个系统根据来水量的不同，调度不同层级的系统进行主动应对。
为解决上述技术问题，本发明提供基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，包括：
当城市市政管道能够满足当前降雨事件的径流转输需求时，仅对汇水区中的灰色设施进行调控；
当预测或实际降雨量使汇水区溢水进入管控汇水区时，增加对可行泄城市道路的调控，调控对象包括所述汇水区内灰色设施和所述可行泄城市道路；
当预测或实际降雨量使汇水区内产生水量大于汇水区中的灰色设施转输以及城市道路行泄水量总和时，增加对绿色设施的调控，调控对象包括所述汇水区内灰色设施、所述可行泄城市道路和所述绿色设施；
当预测或实际降雨量使汇水区内产生水量大于汇水区中的灰色设施转输、城市道路行泄水量和绿色设施存蓄量总和时，增加对排涝泵站强排的调控，调控对象包括所述汇水区内灰色设施、所述可行泄城市道路、所述绿色设施和所述排涝泵站强排；
当所述汇水区内灰色设施、所述可行泄城市道路、所述绿色设施和所述排涝泵站强排均被调控时，增加对下游水位的监控。
在本发明的一种实施方式中，所述当城市市政管道能够满足当前降雨事件的径流转输需求时，仅对汇水区中的灰色设施进行调控，包括：
采集目标城市或区域的地形高程数据和排水设施数据，根据所述地形高程数据和所述排水设施数据确定纵向高程、地表径流分水岭和排水分区，根据所述纵向高程、所述地表径流分水岭和所述排水分区划分径流产汇排分区；
获取预测降雨数据和实际降雨数据，根据所述预测降雨数据和所述实际降雨数据计算汇水区对应的降雨强度和降雨量；
对汇水区内蓄排水设施的蓄排能力进行核算，所述蓄排能力包括转输能力和蓄存能力，所述蓄排水设施包括调蓄系统和管渠系统；
在汇水区中设置水位监测点来获取地表水位值，当地表水位值超过预设阈值时，表示达到了汇水区内所有可利用灰色设施的最大蓄排能力；
在降雨事件进行过程中，当地表水位值无法或未形成明显径流时，采用调蓄系统及管渠系统排水;
在市政排水管渠下游设置水位监测点和在泵站出流管道设置流量监测设备，以采集市政管渠排水量信息。
在本发明的一种实施方式中，所述对汇水区内蓄排水设施的蓄排能力进行核算，包括：
统计汇水区划范围内的调蓄系统的参数和管渠系统的设计参数；
根据所述调蓄系统的设计参数获取调蓄系统中调蓄池最大容积，根据所述管渠系统的设计参数获取管渠满流容积和区划范围内允许通过的最大流量；
将所述调蓄池最大容积、所述管渠满流容积和所述区划范围内允许通过的最大流量累加，得到所述汇水区内蓄排水设施的蓄排能力。
在本发明的一种实施方式中，所述增加对可行泄城市道路的调控，包括：
控制可行泄城市道路的行泄时间和流量；
获取各所述可行泄城市道路的行泄能力，根据所述行泄能力筛选满足行泄流量要求的可行泄城市道路；
对筛选出的可行泄城市道路进行评估，考虑其沿线是否有重要基础设施的安全；
设置临时或永久挡水设施和过水设施引导水流进入可行泄城市道路，并保障可行泄城市道路安全；
当来水量超过汇水区中的灰色设施转输能力时，对汇水区中的灰色设施和可行泄城市道路联合调度；
在可行泄城市道路末端设置流量及水位监测设备，采集可行泄城市道路过水及壅水信息。
在本发明的一种实施方式中，所述获取各所述可行泄城市道路的行泄能力，包括：
根据可行泄城市道路的道路横截面积和容量、道路纵坡和水流速度、前端与末端高差、以及沿程影响因素得到可行泄城市道路的行泄能力。
在本发明的一种实施方式中，所述增加对绿色设施的调控，包括：
建立汇水区内绿色设施与城市内的河流、管道、可行泄城市道路和易涝点之间的关系；
对绿色设施的蓄排水能力进行核算，确保其具有足够的蓄排水能力；
在绿色设施内设置水位监测设备，采集绿色设施蓄水位信息。
在本发明的一种实施方式中，所述对绿色设施的蓄排水能力进行核算，包括：
通过计算绿色设施的渗透量PC、转输量TC和容积VC，并将渗透量PC、转输量TC和容积VC累加，得到汇水区内绿色设施的蓄排水能力。
在本发明的一种实施方式中，所述增加对排涝泵站强排的调控，包括：
当降雨量超过灰色设施转输水量或下游水位超过市政管道排口时，排涝泵站强排参与城市内涝排水；
对排涝泵站强排能力进行核算：
根据排涝泵站强排能力对参与城市内涝的排涝泵站进行优化调控；
在排涝泵站出流管道设置流量监测设备，采集排涝泵站排水量信息。
在本发明的一种实施方式中，所述对排涝泵站强排能力进行核算，包括：
建立排涝泵站与汇水区中的灰色设施和可行泄城市道路的途径关系；
获取排涝泵站最大排水量QD；
监测排涝泵站下游水位变化，建立排涝泵站流量与扬程之间的关系曲线或确定出流系数a；
通过将出流系数a和最大排水量QD相乘，得到排涝泵站强排能力。
在本发明的一种实施方式中，所述增加对下游水位的监控，包括：
在城市下游水体中设置监测点位，采集下游水体水位信息。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
形成了多系统蓄排联动机制与优化调度技术，统一调配管控区划范围内所有涉水设施，将同类型场地或设施形成固定搭配系统，共同参与蓄水及排水管理。根据每个系统的特征和蓄排水能力，进一步优化调度策略，形成多个系统之间的联动机制。
形成了完善的多级行泄空间优化组合方法，根据降雨量和地表径流量等指标，主动调度并形成多个系统联动的联调方案。根据基础设施的不同功能，划分为不同的层级，并进一步组合多个层级的措施来防治内涝。
以灰色设施-道路为骨干，串联调蓄池、下沉空间、低凹绿地、湿地等调蓄空间，以构建多目标、多系统的安全行泄通道。其中，多目标包括保障人员安全、不丧失重要基础设施的功能、减少财产损失，并确保交通通道的畅通，多个系统的联动包括灰色、绿色和蓝色系统的协同作用。
通过该多级行泄空间优化组合方法，可以有效规避重要基础设施的风险，同时实现多个目标的保障，包括人员安全、基础设施功能的完整性和减少财产损失。同时，该方法还可确保交通通道的畅通，通过灰色、绿色和蓝色设施的联动实现城市超量径流的安全管控。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的优化组合方法系统图。
图2是本发明的优化组合方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
为了全面评估城市内涝风险和防洪排涝能力，本发明对汇水分区内的蓄排设施和重要基础设施进行了调查统计。主要内容包括以下几个方面：
一是调查各汇水分区内统计有径流蓄排功能的灰绿蓝设施的蓄排能力。灰绿蓝设施是指利用城市建成环境中的各种空间和设施，通过改造或新建，实现雨水就地消纳、滞留、利用或减缓排放的综合措施。本发明所提及的灰绿蓝蓄排设施包括灰色设施，如道路、下沉空间（下沉广场、停车场、下凹桥等）、管道、排水泵站等；绿色设施，如低凹绿地、湿地等；蓝色设施，如坑塘河库等。根据安全控制目标，分析了各类设施的道路行泄能力和控制高程，以及调蓄设施的调蓄能力和启动控制高程。
二是调查有淹水风险的重要基础设施，包括所在位置和防洪防涝控制高程。重要基础设施是指对城市正常运行和居民生活有重要影响的公共服务设施，如交通枢纽，医院，学校，电力供应等。根据历史淹水数据和模拟结果，确定了各汇水分区内的淹水敏感区域和重要基础设施的分布情况，并统计了各类设施的防洪防涝控制高程。
三是调查调蓄设施、重要基础设施与邻近道路的径流衔接高程。径流衔接高程是指在不同类型的径流系统之间形成有效连接的最低高程。根据现场勘察和设计资料，确定了各汇水分区内的调蓄设施、重要基础设施与邻近道路之间的径流衔接高程，并分析了其对内涝风险和防洪排涝能力的影响。
通过上述调查统计，为城市内涝风险评估和防洪排涝规划提供了基础数据和参考依据。
参照图1、图2所示，基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，包括：
当城市市政管道能够满足当前降雨事件的径流转输需求时，仅对汇水区中的灰色设施进行调控；
当预测或实际降雨量使汇水区溢水进入管控汇水区（如降雨量超过地表积水阈值或其他情况导致）时，增加对可行泄城市道路的调控，调控对象包括所述汇水区内灰色设施和所述可行泄城市道路；
当预测或实际降雨量使汇水区内产生水量大于汇水区中的灰色设施转输以及城市道路行泄水量总和时，增加对绿色设施的调控，调控对象包括所述汇水区内灰色设施、所述可行泄城市道路和所述绿色设施；
当预测或实际降雨量使汇水区内产生水量大于汇水区中的灰色设施转输、城市道路行泄水量和绿色设施存蓄量总和时，增加对排涝泵站强排的调控，调控对象包括所述汇水区内灰色设施、所述可行泄城市道路、所述绿色设施和所述排涝泵站强排；
当所述汇水区内灰色设施、所述可行泄城市道路、所述绿色设施和所述排涝泵站强排均被调控时，增加对下游水位的监控。
在一些实施例中，所述当城市市政管道能够满足当前降雨事件的径流转输需求时，仅对汇水区中的灰色设施进行调控，包括：
S11、采集目标城市或区域的地形高程数据和排水设施数据，根据所述地形高程数据和所述排水设施数据确定纵向高程、地表径流分水岭和排水分区，根据所述纵向高程、所述地表径流分水岭和所述排水分区划分径流产汇排分区；
其中，对于地形高程数据，可以利用地形测量技术（如激光雷达测量或卫星测高）来获取城市或区域的高程信息，这些数据可以用来构建数字高程模型（DEM），显示地势变化和坡度分布；
其中，排水设施数据包括市政管道、沟渠、蓄水设施等的位置、大小和容量等信息，这些数据可以来自城市排水部门、地方政府或相关的测绘与规划机构，排水设施数据可以帮助确定城市排涝系统的布局，并为划分径流产汇排分区提供基础；
其中，纵向高程是指城市或区域内的高低起伏情况，通过分析地形高程数据，可以确定区域的上下坡度、水系和地势起伏；
其中，地表径流分水岭是指根据地势和地形特征，将一片地区划分为上游和下游的分界线，以确定其中的径流水流方向和流向，这有助于确定汇水区域和径流的产生和流向；
其中，排水分区是根据排水设施的位置、大小和容量等信息，将城市或区域划分为不同的区域，以便进行排水管理和调控。
S12、获取预测降雨数据和实际降雨数据，根据所述预测降雨数据和所述实际降雨数据计算汇水区对应的降雨强度和降雨量；
其中，可以从气象部门或可靠的气象预报服务获取预测降雨数据，可以使用气象监测站或雨量计等设备获取实时的降雨数据。
S13、对汇水区内蓄排水设施（即汇水区内的灰色设施）的蓄排能力进行核算，所述蓄排能力包括转输能力和蓄存能力，所述蓄排水设施包括调蓄系统（调蓄池）和管渠系统；
S14、在汇水区中设置水位监测点（监测点通常在具有代表性的点位）来获取地表水位值，当地表水位值超过预设阈值时，表示达到了汇水区内所有可利用灰色设施的最大蓄排能力；
本实施例中，地表水位值预设阈值设置为15cm，这个阈值可以作为一个指示标志，帮助判断是否需要采取进一步的排水措施。
S15、在降雨事件进行过程中，当地表水位值无法或未形成明显径流时，采用调蓄系统及管渠系统排水。
S16、在市政排水管渠下游设置水位监测点和在泵站出流管道设置流量监测设备，以采集市政管渠排水量信息。
在一些实施例中，所述对汇水区内蓄排水设施的蓄排能力进行核算，包括：
S131、统计汇水区划范围内的调蓄系统的参数和管渠系统的设计参数，调蓄系统的设计参数包括调蓄池的数量、容积，管渠系统的设计参数包括管渠系统的长度、直径/断面面积等。
S132、根据所述调蓄系统的设计参数获取调蓄系统中调蓄池最大容积，根据所述管渠系统的设计参数获取管渠满流容积和区划范围内允许通过的最大流量；
S133、将所述调蓄池最大容积、所述管渠满流容积和所述区划范围内允许通过的最大流量累加，得到所述汇水区内蓄排水设施的蓄排能力。
在一些实施例中，所述增加对可行泄城市道路的调控，包括：
S21、控制可行泄城市道路的行泄时间和流量；
这是考虑到可行泄城市道路的行泄安全因素，避免发生过快行泄和道路末端壅水现象；
S22、获取各所述可行泄城市道路的行泄能力，根据所述行泄能力筛选满足行泄流量要求的可行泄城市道路；
S23、对筛选出的可行泄城市道路进行评估，考虑其沿线是否有重要基础设施的安全；
其中，基础设施包括电力设施、通信设施、交通设施等，评估这些基础设施对行泄过程的影响和安全性，确保行泄过程不对其造成损害，并采取相应的保护措施。
S24、设置临时或永久挡水设施和过水设施引导水流进入可行泄城市道路，并保障可行泄城市道路安全；
根据实际情况，在可行泄城市道路的适当位置设置挡水设施和过水设施，引导水流进入行泄通道，这些挡水设施可以是临时性的，如临时挡板或挡水袋；也可以是永久性的，如挡水闸门，保障行泄通道的安全性，确保水流畅通并不对沿线环境和设施造成损害。
S24、当来水量超过汇水区中的灰色设施转输能力时，对汇水区中的灰色设施和可行泄城市道路联合调度；
S25、在可行泄城市道路末端设置流量及水位监测设备，采集可行泄城市道路过水及壅水信息。
在一些实施例中，所述获取各所述可行泄城市道路的行泄能力，包括：
根据可行泄城市道路的道路横截面积和容量、道路纵坡和水流速度、前端与末端高差、以及沿程其他需考虑因素得到可行泄城市道路的行泄能力；
其中，道路横截面积和容量，行泄能力取决于通道的横截面积，即道路宽度和深度，以及能够容纳的水量。通过测量或计算道路的横截面积和容量，以及根据设计标准提供的排水能力，可以评估道路的行泄能力；
道路纵坡和水流速度：行泄能力还与道路的纵坡（即道路的倾斜度）有关。较大的纵坡和陡峭的路面可能导致水流速度过快，超过了道路系统的处理能力；
前端与末端高差：行泄能力还受到前端与末端的高差影响。如果高差过大，可能会引起水流的堆积和溢出；如果高差过小，可能会导致水流无法进入道路系统而继续扩散。
沿程其他需考虑因素：行泄能力与道路结构和建设情况有关，包括道路平竖曲线、路缘石高度和路面材料等因素，以及道路清洁和维护情况。如果排水系统受到阻塞或损坏，会严重影响道路的行泄能力。
可行泄城市道路的行泄能力通常使用行泄公式进行计算。常用的计算方法是曼宁公式，其基本形式如下：
Q=A*R*S
其中，
Q是行泄流量，单位为体积/时间（例如立方米/秒）；
A是城市道路的过水横截面积，单位为面积（例如平方米）；
R是过流水力半径粗糙系数，是一个反映过流水力半径与水流摩擦阻力相对关系的无量纲系数；
S是道路纵坡系数，即单位长度上的高度变化，单位为长度/高度（例如米/米）。
在一些实施例中，所述增加对绿色设施的调控，包括：
S31、建立汇水区内绿色设施与城市内的河流、管道、可行泄城市道路和易涝点之间的关系；能够重复了解汇水系统的整体情况，将来自城市内其他排水设施的水与绿色设施的处理能力相协调；
S32、对绿色设施的蓄排水能力进行核算，确保其具有足够的蓄排水能力；
S32、在绿色设施内设置水位监测设备，采集绿色设施蓄水位信息，可以用于监测绿色设施的蓄水情况，可以及时了解其处理能力。
在一些实施例中，所述对绿色设施的蓄排水能力进行核算，包括：
通过计算绿色设施的渗透量PC、转输量TC和容积VC，并将渗透量PC、转输量TC和容积VC累加，得到汇水区内绿色设施的蓄排水能力，即为PC+TC+VC，这个值可以表示绿色设施在降雨事件中能够蓄水并有效排出的能力；其中：
渗透量（Percolation Capacity，PC）：计算绿色设施在接收降雨后能够渗透入地下的水量，可以通过土壤渗透性测试、水文模型模拟等方法来估算；
转输量（Transfer Capacity，TC）：计算绿色设施在接收降雨后能够通过内部排水系统将水体转移到下游的能力，可以通过流速、排水管道容量、排水沟宽度等参数来计算；
容积（Volume Capacity，VC）：计算绿色设施能够储存降雨水量的容量，可以通过测量绿色设施的面积、深度等参数来计算。
在一些实施例中，所述增加对排涝泵站强排的调控，包括：
S41、当降雨量超过灰色设施转输水量或下游水位超过市政管道排口时，排涝泵站强排参与城市内涝排水；
S42、对排涝泵站强排能力进行核算：
S43、根据排涝泵站强排能力对参与城市内涝的排涝泵站进行优化调控，充分发挥排涝泵站排水能力，例如，根据实时的降雨情况和城市内涝需求，调整排涝的运行策略，合理安排排涝的启停时间和排水量，在降雨事件期间，可以加大排涝的排水强度，提高排涝运行频率，以应对短时间内大量的降雨水量；
S44、在排涝泵站出流管道设置流量监测设备，采集排涝泵站排水量信息，通过对排涝泵站排水量的监测，可以了解排涝泵站的实际排涝情况，以及判断和预测下游市政排水设施的工作状态，从而及时调控泵站的运行情况。
在一些实施例中，所述对排涝泵站强排能力进行核算，包括：
S421、对排涝泵站所处管道排口位置与其他系统进行匹配，建立排涝泵站与汇水区中的灰色设施和可行泄城市道路的途径关系；
S422、获取排涝泵站最大排水量QD，可通过排涝泵站设计参数得到，例如泵站的泵组数量、泵的扬程和流量等信息；
S423、监测排涝泵站下游水位变化，建立排涝泵站流量与扬程之间的关系曲线或确定出流系数a；
S424、通过将出流系数a和最大排水量QD相乘（即为a*QD），得到排涝泵站强排能力，这一数值表示排涝泵站在最大排水条件下的处理能力。
在一些实施例中，所述增加对下游水位的监控，包括：
在城市下游水体中设置监测点位，采集下游水体水位信息。
通过监控下游水位变化情况，防止下游水体出现倒灌进入市政管道的情况，建立与水利、水务部门协同合作机制，及时共享监测数据和信息，以便协调优化城市排水系统的运行，保障城市灰色设施转输能力和城市道路行泄能力。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，包括：
当城市市政管道能够满足当前降雨事件的径流转输需求时，仅对汇水区中的灰色设施进行调控；
当预测或实际降雨量使汇水区溢水进入管控汇水区时，增加对可行泄城市道路的调控，调控对象包括所述汇水区内灰色设施和所述可行泄城市道路；
当预测或实际降雨量使汇水区内产生水量大于汇水区中的灰色设施转输以及城市道路行泄水量总和时，增加对绿色设施的调控，调控对象包括所述汇水区内灰色设施、所述可行泄城市道路和所述绿色设施；
当预测或实际降雨量使汇水区内产生水量大于汇水区中的灰色设施转输、城市道路行泄水量和绿色设施存蓄量总和时，增加对排涝泵站强排的调控，调控对象包括所述汇水区内灰色设施、所述可行泄城市道路、所述绿色设施和所述排涝泵站强排；
当所述汇水区内灰色设施、所述可行泄城市道路、所述绿色设施和所述排涝泵站强排均被调控时，增加对下游水位的监控。
2.根据权利要求1所述的基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，所述当城市市政管道能够满足当前降雨事件的径流转输需求时，仅对汇水区中的灰色设施进行调控，包括：
采集目标城市或区域的地形高程数据和排水设施数据，根据所述地形高程数据和所述排水设施数据确定纵向高程、地表径流分水岭和排水分区，根据所述纵向高程、所述地表径流分水岭和所述排水分区划分径流产汇排分区；
获取预测降雨数据和实际降雨数据，根据所述预测降雨数据和所述实际降雨数据计算汇水区对应的降雨强度和降雨量；
对汇水区内蓄排水设施的蓄排能力进行核算，所述蓄排能力包括转输能力和蓄存能力，所述蓄排水设施包括调蓄系统和管渠系统；
在汇水区中设置水位监测点来获取地表水位值，当地表水位值超过预设阈值时，表示达到了汇水区内所有可利用灰色设施的最大蓄排能力；
在降雨事件进行过程中，当地表水位值无法或未形成明显径流时，采用调蓄系统及管渠系统排水;
在市政排水管渠下游设置水位监测点和在泵站出流管道设置流量监测设备，以采集市政管渠排水量信息。
3.根据权利要求2所述的基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，所述对汇水区内蓄排水设施的蓄排能力进行核算，包括：
统计汇水区划范围内的调蓄系统的参数和管渠系统的设计参数；
根据所述调蓄系统的设计参数获取调蓄系统中调蓄池最大容积，根据所述管渠系统的设计参数获取管渠满流容积和区划范围内允许通过的最大流量；
将所述调蓄池最大容积、所述管渠满流容积和所述区划范围内允许通过的最大流量累加，得到所述汇水区内蓄排水设施的蓄排能力。
4.根据权利要求1所述的基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，所述增加对可行泄城市道路的调控，包括：
控制可行泄城市道路的行泄时间和流量；
获取各所述可行泄城市道路的行泄能力，根据所述行泄能力筛选满足行泄流量要求的可行泄城市道路；
对筛选出的可行泄城市道路进行评估，考虑其沿线是否有重要基础设施的安全；
设置临时或永久挡水设施和过水设施引导水流进入可行泄城市道路，并保障可行泄城市道路安全；
当来水量超过汇水区中的灰色设施转输能力时，对汇水区中的灰色设施和可行泄城市道路联合调度；
在可行泄城市道路末端设置流量及水位监测设备，采集可行泄城市道路过水及壅水信息。
5.根据权利要求4所述的基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，所述获取各所述可行泄城市道路的行泄能力，包括：
根据可行泄城市道路的道路横截面积和容量、道路纵坡和水流速度、前端与末端高差、以及沿程影响因素得到可行泄城市道路的行泄能力。
6.根据权利要求1所述的基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，所述增加对绿色设施的调控，包括：
建立汇水区内绿色设施与城市内的河流、管道、可行泄城市道路和易涝点之间的关系；
对绿色设施的蓄排水能力进行核算，确保其具有足够的蓄排水能力；
在绿色设施内设置水位监测设备，采集绿色设施蓄水位信息。
7.根据权利要求6所述的基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，所述对绿色设施的蓄排水能力进行核算，包括：
通过计算绿色设施的渗透量PC、转输量TC和容积VC，并将渗透量PC、转输量TC和容积VC累加，得到汇水区内绿色设施的蓄排水能力。
8.根据权利要求1所述的基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，所述增加对排涝泵站强排的调控，包括：
当降雨量超过灰色设施转输水量或下游水位超过市政管道排口时，排涝泵站强排参与城市内涝排水；
对排涝泵站强排能力进行核算：
根据排涝泵站强排能力对参与城市内涝的排涝泵站进行优化调控；
在排涝泵站出流管道设置流量监测设备，采集排涝泵站排水量信息。
9.根据权利要求8所述的基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，所述对排涝泵站强排能力进行核算，包括：
建立排涝泵站与汇水区中的灰色设施和可行泄城市道路的途径关系；
获取排涝泵站最大排水量QD；
监测排涝泵站下游水位变化，建立排涝泵站流量与扬程之间的关系曲线或确定出流系数a；
通过将出流系数a和最大排水量QD相乘，得到排涝泵站强排能力。
10.根据权利要求1所述的基于城市超量径流安全管控的多级行泄空间优化组合方法，其特征在于，所述增加对下游水位的监控，包括：
在城市下游水体中设置监测点位，采集下游水体水位信息。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117846098A (zh) * | 2024-03-05 | 2024-04-09 | 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 | 一种城市超量径流调度控制方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109284873A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-29 | 上海凯泉泵业（集团）有限公司 | 一种基于swmm模型进行泵组优化调度和预警处置的智慧排水泵站 |
| US20190354873A1 (en) * | 2018-02-16 | 2019-11-21 | Lucas Pescarmona | Analysis system and hydrology management for basin rivers |
| CN111881537A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于灰绿融合的海绵建设效果评价方法 |
| CN112663760A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-04-16 | 天津大学 | 基于lid措施的城市雨水径流调控方法 |
| CN112699610A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于高维多目标进化算法的海绵城市优化设计方法 |
| CN112796396A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 北京新城绿源科技发展有限公司 | 一种零外排海绵城市雨水系统 |
| CN113653146A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-16 | 天津大学 | 一种绿灰深度耦合雨洪调控方法 |
| CN114492035A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-13 | 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 | 一种排涝泵站的排涝流量确定方法 |
| WO2023016036A1 (zh) * | 2021-08-12 | 2023-02-16 | 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 | 市政道路积水多因素复合型预警预报方法 |
| KR102543203B1 (ko) * | 2022-08-25 | 2023-06-15 | 주식회사 홍익기술단 | 홍수 대응을 위한 홍수 시뮬레이터 장치 |
-
2023
- 2023-07-11 CN CN202310844552.XA patent/CN116579584B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190354873A1 (en) * | 2018-02-16 | 2019-11-21 | Lucas Pescarmona | Analysis system and hydrology management for basin rivers |
| CN109284873A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-29 | 上海凯泉泵业（集团）有限公司 | 一种基于swmm模型进行泵组优化调度和预警处置的智慧排水泵站 |
| CN111881537A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于灰绿融合的海绵建设效果评价方法 |
| CN112796396A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 北京新城绿源科技发展有限公司 | 一种零外排海绵城市雨水系统 |
| CN112699610A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于高维多目标进化算法的海绵城市优化设计方法 |
| CN112663760A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-04-16 | 天津大学 | 基于lid措施的城市雨水径流调控方法 |
| CN113653146A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-16 | 天津大学 | 一种绿灰深度耦合雨洪调控方法 |
| WO2023016036A1 (zh) * | 2021-08-12 | 2023-02-16 | 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 | 市政道路积水多因素复合型预警预报方法 |
| CN114492035A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-13 | 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 | 一种排涝泵站的排涝流量确定方法 |
| KR102543203B1 (ko) * | 2022-08-25 | 2023-06-15 | 주식회사 홍익기술단 | 홍수 대응을 위한 홍수 시뮬레이터 장치 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘燕: "基于郑州特大暴雨后城市雨水系统设计的建议", 《城市道桥与防洪》, pages 139 - 143 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117846098A (zh) * | 2024-03-05 | 2024-04-09 | 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 | 一种城市超量径流调度控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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